¿Es posible que un procesador x86 coincida con un procesador ARM en términos de rendimiento por vatio?

Desde mi experiencia personal con mi tableta, y desde los puntos de referencia y los artículos que he leído, siempre parece que los procesadores ARM, como se ve en prácticamente todos los dispositivos móviles, ofrecen un rendimiento increíble por la cantidad de energía que consumen. Realmente parece que ARM es inherentemente más eficiente energéticamente que x86.

Para mí, parece que esto se debe a que x86 es una arquitectura CISC mientras que ARM es una arquitectura RISC . Sin embargo, los procesadores Intel Atom también ofrecen un rendimiento muy bueno en relación con su consumo de energía. Además, después de haber estudiado la arquitectura de la computadora, tengo entendido que en los procesadores modernos, la compleja arquitectura del conjunto de instrucciones (ISA) x86 se traduce internamente en microoperaciones más simples.que usan un conjunto de instrucciones internas que está más cerca de los ISA ARM o MIPS más simples que x86 propiamente dicho. Como tal, el ISA presentado al programador es poco más que una interfaz para emitir comandos al procesador, en lugar de una representación de las operaciones reales de bajo nivel que realiza el chip. Por otra parte, la implementación de esta capa de traducción requiere espacio de silicio adicional en el chip ...

Dicho esto, suponiendo que se implementen utilizando el mismo proceso de semiconductores, ¿es ARM inherentemente más eficiente que x86? Con una microarquitectura diseñada adecuadamente , ¿es posible que un procesador x86 ofrezca el mismo rendimiento por vatio que un procesador ARM?

Recuerde, estoy buscando una respuesta técnica bien escrita en el espíritu de Stack Exchange y no una mera especulación.

Los procesadores de brazo se han vuelto cada vez más complejos, por lo que es una comparación de manzana a naranja, el brazo solo ha tenido una variante de 64 bits durante aproximadamente 2 años , e incluso dentro de la misma generación , el uso de energía varía . Probablemente sea más justo considerar los procesadores ARM contemporáneos y sus contrapartes atómicas como lo han hecho anandtech aquí .

La mayor parte del uso de energía tampoco es el procesador: el artículo de anandtech que vinculé tiende a sugerir que quizás 1/4 del uso de energía general es el procesador, y que un átomo de Clovertrail usa un poco más de la mitad del procesador ARM en una superficie. También muestra un punto de vista alternativo interesante: para optimizar los sistemas por componente para el uso de energía (como un aparte) es completamente posible que pueda obtener ahorros de energía bastante significativos al hacer esto también desde una plataforma de escritorio estándar). Algo tan simple como evitar conversiones de energía ineficientes puede hacer bastante. En la mayoría de los teléfonos, por ejemplo, su pantalla probablemente consume casi la mitad de su consumo total de energía.

Como puede ver en los números de ese artículo: los procesadores Atom diseñados para dispositivos móviles ya coinciden con los procesadores ARM en el frente de la eficiencia energética, por lo que probablemente valga la pena preguntarse por qué no son más comunes.

Arm no hace su propio silicio: lo diseñan y prueban, y venden la IP para hacer procesadores. Para las empresas que necesitan diseñar sus propios procesadores, o ajustarlos, esto significa un ahorro significativo en I + D sin necesidad de desarrollar todo desde cero (complicado) o comprar procesadores de otra empresa (con x86, tenemos Via, AMD e Intel, pero solo Intel parece realmente interesado en el espacio móvil, y no tengo idea de qué está haciendo via).

La idea de que los procesadores de brazo son más eficientes es un mito: han realizado un conjunto diferente de compensaciones (eficiencia de energía sobre la velocidad bruta) y se están moviendo en una dirección diferente y un conjunto diferente de compensaciones en un intento de ir tras El mercado de servidores. Intel, por otro lado, está segmentando efectivamente los diseños de átomos modernos en partes del servidor, partes de escritorio (como los nuevos modelos pentium) y teléfonos, para ir tras la gama baja. Ningún diseño es inherentemente mejor en todo que el otro.